Role of redox-sensitive signalling pathways linked to GPIIb-IIIa in platelet hyperactivity and thrombosis in diabetes
Final Report Abstract
Die Rekrutierung von neutrophilen Granulozyten an Stellen der Gewebeverletzung wird durch zwei unterschiedliche, komplementäre Prozesse vermittelt. (i) Ein konventioneller Rekrutierungsmechanismus für Neutrophile, der direkt durch verletztes Endothel vermittelt wird sowie (ii) ein sekundärer Rekrutierungsmechanismus, der durch endothelgebundene Thrombozyten vermittelt wird. Der erste Mechanismus ist mit einer klassischen Entzündungsreaktion verbunden, während der zweite zur sogenannten Thrombo-Inflammation beiträgt. Wie diese unterschiedlichen Leukozytenrekrutierungsprozesse koordiniert werden, ist weitgehend unbekannt. Unter Verwendung eines Ischämie-Reperfusions-Modells konnte ich einen zeitpunktabhängigen phänotypischen Wechsel der Endothelzellfunktion darstellen, die den klassischen Entzündungsmechanismus in eine thrombo-inflammatorische Reaktion überführt. Eine kurze Ischämie-Reperfusions-Verletzung (15-30 Minuten Ischämie) induzierte die endotheliale P-Selectin- Expression und führte zur Rekrutierung von Neutrophilen an die Gefäßwand. Im Gegensatz dazu resultierte eine verlängerte Verletzung (45-60 Minuten Ischämie) in einer verringerten endothelialen P-Selectin-Expression, einer verminderten Rekrutierung von Neutrophilen und einer paradoxen Zunahme der Wechselwirkungen zwischen Blutplättchen und der Gefäßwand. In Regionen mit ausgeprägter Thrombozytenakkumulation war eine hocheffiziente Rekrutierung von Neutrophilen darstellbar, wobei die Größe der Thromben positiv mit dem Ausmaß der intravaskulären Rekrutierung von Neutrophilen korrelierte. Mittels dreidimensionaler Mikromustertechniken und In-vitro-Thrombosemodellen konnte ich zeigen, dass die biophysikalischen Eigenschaften von Thromben eine wichtige Rolle für die wirkungsvolle Rekrutierung von Neutrophilen spielen. Hierbei war die Höhe des Thrombus (entsprechend der intraluminalen Ausdehnung der Blutplättchen) entscheidend für das Festhalten von zirkulierenden Leukozyten, wohingegen lokale Veränderungen des Blutflusses um die Thromben (Taschen mit geringen Scherkräften) eine zentrale Rolle für die Arretierung der Leukozyten spielten. Diese Ergebnisse weisen den phänotypischen Wechsel der Endothelzellfunktion von einer proinflammatorischen hin zu einer thrombo-inflammatorischen Funktionsweise nach. Sie unterstreichen zudem die zentrale Bedeutung der dreidimensionalen Struktur mikrovaskulärer Thromben für die biophysikalische Regulation der Rekrutierung von Neutrophilen. Dies bringt das Verständnis der entzündungshemmenden Wirkung häufig verwendeter Thrombozytenaggregationshemmer weiter voran.
